SU656074A1 - Спектральный анализатор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано дл  постро ени  цифровых спектроанализаторов случайных стационарных аргодических сигналов с произвольными законами распределени . Известен спектральный анализатор содержащий блок согласовани , генератор гармонических колебаний, знаковые блоки, интеграторы, квадраторы , сумматор и усреднители l . Наличие нестабильных аналоговых интеграторов и квадраторов делает подобные устройства не только сложными в аппаратурном отношении но и приводит к большой приборной погреш ности при измерении оценки спектрал ной плотности. Из известных спектральных анализаторов наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство 2. Известное устройство содержит блок согласовани ,вход которого  в л етс  входом анализатора, генерато гармонических сигналов, генератор вспомогательных сигналов, два усред нител  и суммирующий усреднитель. Кроме того, прототип содержит генератор счетных импульсов, нелинейный преобразователь, блоки умножени , соединенные с аналоговыми усреднител ми , сравниваквдие устройства, триггеры и счетчики. Известное устройство служит дл  получени  оценки спектральной плотности. недостатком указанного известного устройства  вл етс  наличие умножителей и сравнивающих устройств, работающих с многоразр дными числами, вследствие чего известное устройство  вл етс  достаточно сложным. Целью насто щего изобретени   вл етс  упрсмдение устройства дл  получени  оценки спектральной плотности стационарных эргодических случайных сигналов. Эта цель достигаетс  тем, что в анализатор введены четыре управл etvQbDC преобразовател  пол рностей, первые входал первого и второго управл емых преобразователей пол рностей подключены к выходу блока согласовани , вторые входы управл емых преобразователей пол рности соединены соответственно с первым и вторым вь1ходами генератора гармоиичес ,ких сигналов, третьи входи подключены к первому выходу генератора вспомогательных сигналов, второй выхол которого подключен к первым входам третьего и четвертого управл емых преобразователей пол рности, вторые и третьи входы которых объединены и соединены соответственно с выходо первого и второго усреднителей, вхо которых подключены соответственно к выходам первого и второго управл  емых преобразователей пол рностей; входы суммирующего усреднител  подключены соответственно к выходам третьего и четвертого управл емых преобразователей пол рности. Другое отличие устройства состои в том, что управл емый преобразователь пол рностей содержит инвертор, первый и второй ключи и коммутатор, выходы которого соединены соответст венно с первыми входами ключей, выходы которых объединены и  вл ютс  выходом управл емого преобразовател пол рностей, второй вход первого кл ча соединен с выходом инвертора, второй вход второго ключа и вход инвертора объединены и  вл ютс  первым входом управл емого преобразовател  пол рностей, вторым и третьим входами которого  вл ютс  соответственно первый и второй вход компаратора. Использование упом нутых соедине ний управл емых преобразователей пол рностей в предлагаемом устройст ве позвол ет существенно упростить его аппаратурную реализацию, выражающуюс  в замене сложных умножающих и квадрирующих устройств в прототипе , работающих с многоразр дными числами, простыми однотипными управл емыми преобразовател ми пол рностей , которые представл ют собой типовые аналоговые ключи. На фиг,1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема управл емого преобразовател  пол рностей.

Предлагаемый спектральный анализатор содержит блок согласовани  1, генератор гармонических сигналов 2, первый и второй управл емые преобразователи пол рностей 3, первый и второй усреднители 4,генератор вспомогательных сигналов 5, третий и четвертый управл емые преобразователи пол рностей 6, суммирующий усреднитель 7. Каждый управл емый преобразователь пол рностей содержит инвертор 8, первый и второй ключи 9 и компаратор 10.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

После масщтабироваии  и центрировани  в блоке согласовани  1 случайный сигнал x(t) разветвл етс  на два канала - синусный и косинусный . Рассмотрим работу одного канаV

U(.p -К. jxCtlSitlUJtdt,

где К - коэффициент пропорциональности .

Далее это напр жение поступает на вход выходного управл емого, преобразовател  пол рностей 6. П9скольку первый и второй входы этого преобразовател  объединены, то на выходе его компаратора будет сигнал вида W , равный знаку суммы допол- нительного сигнала Q(t) со второго выхода генератора Ь с упом нутыми свойствами. В результате на один вход выходного усреднител  с синусного канала .поступает напр жение вида ла,поскольку другой канал работает аналогично. Поступа  на первый вход входного управл емого преобразовател  3 синусного канала, сигнал x(t) через инвертор 8 попадает на вход одного ключа 9 и непосредственно на вход другого ключа 9. на вторые(управл ющие ) входы ключей подаютс  кусочнопосто нные сигналы с пр мого и инверсного выходов компаратора 10 таким образом, что когда открыт один ключ, то другой закрыт. Компаратор 10 входного управл емого преобразовател  пол рностей 3 сравнивает два сигнала - с синусного выхода генератора гармонических сигналов 2 и с первого выхода генератора вспомогательных сигналов 5. Дополнительный сигнал должен быть независимым от синусоидального сигнала и от входного сигнала, иметь равномерную плотность распределени  в пределах изменени  сравниваемого с ним сигнала . Таким образом, на пр мом выходе компаратора 10 будет сигнал вида (t), равный знаку сумки синусоиды и первого вспомогательного сигнала.. Причем, если пол рность (t) и x(t) одинакова , то открыт ключ 9 пр мой ветви, а если - разна , то открыт ключ 9 ветви с инвертором 8. В результате на выходе управл емого преобразовател  пол рностей по вл етс  напр жение, представл ющее собой в сумме двупол рный сигнал, пропорциональный произведению x(t) r|(t) поступающий на вход аналогового усреднител  4. При условии что врем  коррел ции длительного сигнала Т и врем  коррел ции входного сигнала Т наход тс  в соотношении Гд Тц , а посто нна  времени усреднител  -Гд выбрана из услови  Гд«Со«ГцНапр жени  на выходе этого усреднител  по истечении времени TO гГо будет: